Das Forschungsinstitut der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sagt, dass sich Festkörper-Lithiumbatterien zu Kerntechnologien entwickeln werden

Am 24. Januar fand im Pekinger Diaoyutai State Guesthouse das 2. China Electric Vehicle 100 People Forum statt. Das Thema dieses Forums lautet „Aufbau von Wettbewerb, Innovation und nachhaltiger Industrieökologie“. Fast 100 Gäste aus Regierungsinstitutionen, Industriewissenschaftlern und Technologie-, Internet-, Automobil-, Transport- und anderen Bereichen nahmen an der Konferenz teil.

Das Folgende ist ein Vortrag von Li Wei, einem Forscher am Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften:

Mein heutiges Thema ist "Festkörper-Lithiumbatterie". In meinem Bericht kann ich möglicherweise einige Fragen von Lehrer Dong Yang beantworten.

Alle sind besorgt darüber, was die Kerntechnologie von reinen Elektrofahrzeugen auf lange Sicht ist und wie ein revolutionärer Durchbruch erzielt werden kann. Wir lesen auch die technische Route der Hybridbatterie in "Made in China 2025". Grundsätzlich stimmt diese Roadmap damit überein. Auf lange Sicht wird die nächste Generation angesichts der technischen Route von China, den USA und Japan zunächst eine Lithium-Ionen-Batterie der dritten Generation sein, gefolgt von Metall-Lithium-Elektronik.

Die Bedeutung der Verbesserung der Energiedichte der Batterie ist sehr klar, ich schäme mich sehr, ich benutze das Niveau von 14 kWh. Daraus ist ersichtlich, dass bei einer Energiedichte von 300 Wh / kg die Ladung 470 Kilometer beträgt, was im Grunde das Problem der Angst vor Verbrauchermeilen löst. Gegenwärtig erreicht das Leistungsbatterieniveau der Massenproduktion auch 180 Wh / kg.

Unsere chinesische Akademie der Wissenschaften hat am 15. November 2013 ein strategisches Pilotprojekt gestartet. Wir hoffen, bei der Einführung der energiebatterietechnologie einen Schritt nach vorne zu machen und einige grundlegende Arbeiten durchzuführen. Kürzlich habe ich mit dem Ningbo Institute of Materials, dem Physik-Team und anderen Teams zusammengearbeitet, um eine Batterie herzustellen. Es ist ein Nano-Silizium-Kohlenstoff, um ein 24Ah-Monomer zu erhalten. Aus dieser Volumenenergiedichte können wir erkennen, dass diese beiden Verhältnisse vorhanden sind. Es gibt immer noch Lücken bei ausgereiften Produkten. Jetzt wollen wir wissen, wo die Grenzen von Lithium-Ionen-Batterien liegen. Ich glaube, dass die diesjährigen Bemühungen diese Daten auch ein wenig erhöhen können. Es ist noch nicht ideal.

Auf lange Sicht zeigt Metalllithium seine Vorteile in dieser Hinsicht, da die Volumenexpansion neben Energie schwer zu lösen ist. Metalllithium ist heute hauptsächlich mit dem Problem konfrontiert, dass Lithiumdendriten beim Laden und Entladen leicht erzeugt werden. Es ist möglich, eine positive Elektrode in Betracht zu ziehen, die kein Lithium enthält, was eine gute Gelegenheit für die Gesamtkostenreduzierung darstellt. Jetzt besteht das Metalllithium hauptsächlich aus einer Metalllithiumnegativelektrode, die eine Lithiumionenpositivelektrode, Lithiumschwefel und einen Lithiumraum laden und entladen kann. Lithium-Luft-Batterien sind jetzt offene Systeme, und jetzt mit offenen Systemen kann die flüssige Elektrode, wenn sie verdampft ist, nicht vollständig verwendet werden. Aufgrund dieser Überlegungen sollte die Festkörpertechnologie eingesetzt werden, um dieses Problem langfristig zu lösen. Chen schlug daher vor, feste lithiumbatterien im Voraus auszulegen. Im vergangenen Jahr fand am Institut für Physik die erste Festkörper-Lithiumbatteriekonferenz statt. Mehrere Unternehmen haben die Vorteile von Festkörperbatterien demonstriert, die im Falle eines Brandunfalls noch intakt sind. Anorganische Materialien sind besser als Elektrolyte und können eine grundlegende Lösung für Lithium-Ionen-Festkörperbatterien sein.

Wissenschaftlich gesehen gibt es viele Aspekte, die untersucht werden müssen. Der schwierige Teil befindet sich an der Schnittstelle, einschließlich des Designs des Kathodenmaterials für Lithium-Ionen-Batterien. Der Schlüssel zur Beschleunigung der Entwicklung von Festkörperbatterien liegt in der Herstellung von Materialien. Um die Forschung und Entwicklung dieses Materials zu beschleunigen, brachte Herr Chen daher die Idee vor, sich von amerikanischen Materialien zu leihen, um diese Geschwindigkeit zu beschleunigen und die Industrialisierung von Festkörperbatterien zu verwirklichen. Unser Land hat viel Zeit in der Festkörperbatterieforschung angesammelt und einige angesammelt.

Ich bin hier, um die Arbeit mehrerer junger Leute vorzustellen. Cui Guanglei vom Qingdao Research Institute stellte eine 240-Wh-Festkörperbatterie her, ein 80-Ah-Monomer, das bei 60 ° C arbeitet und einen bestimmten Zirkulationsgrad aufweist. Xiaoxiong Xu vom Ningbo Institute of Materials ist ein Netzmittel mit anorganischer Keramik und Grenzfläche. Wir haben derzeit keine Möglichkeit, den gesamten Festkörper zu machen. Jetzt ist es festes Lithiumion, das Folgende ist alles Festkörper derzeit 80Ah kann 240Wh / kg erreichen. Die Hauptvorteile, die wir sehen können, sind, dass es nach Verwendung eines Festelektrolyten immer noch möglich ist, bei 90 ° C zu fahren, was eindeutig eine Sicherheitsverbesserung darstellt. In Bezug auf die Energiedichte ist Lithiumschwefel und Lithium am höchsten, deren Massendichte wahrscheinlich 500 Wh / kg überschreitet. In Anbetracht der Stabilität der Verwendung ist die ultimative Überlegung, dass der Festkörper der Lithium-Ionen-Batterie die ultimative Wahl ist und einen langen Weg vor sich hat.

Ich werde den Fortschritt der Akademie der Wissenschaften vorstellen. Die vier Teams arbeiteten zusammen, um Lithium-Ionen-Batterien herzustellen, und es wurden 70 Ah Monomere hergestellt. Es wird auf 616 Wh / kg bei 50 ° C getestet. Der Sicherheitstest hat in den letzten Jahren alle Sicherheitstests von Drittanbietern bestanden. Das Problem ist jetzt, dass die Anzahl der Zyklen immer noch sehr gering ist. Die Anzahl der Zyklen dieser Lithium-Schwefel-Batterie mit hoher Dichte und hoher Kapazität beträgt das 20-fache - zwischen dem 30-fachen. Der nächste Schritt ist die Lösung des Lithiummetallproblems. Die Zirkulation muss verbessert werden und sollte die Zyklusanforderung von etwa 500-1000 Mal erfüllen. In Bezug auf Lithium-Luft-Batterien hat die Chinesische Akademie der Wissenschaften auch das eigentliche Monomer der Lithium-Luft eingeführt. Gegenwärtig kann das Monomer 526 Wh / kg erreichen, und es wurde ein 51 Ah-Lithium-Luftbatteriemodul untersucht, das etwa 360 Wh / kg beträgt. In den letzten Jahren waren die Fortschritte der Piloten hauptsächlich in Bezug auf diese Batterieaspekte zu verzeichnen, zu denen eine Vielzahl von Materialien gehören, darunter nanopositive Materialien, Anodenmaterialien, Grenzflächenbehandlungen sowie Hochspannungselektrolyte und Keramikmembranen. Und eine umfassende Anwendung von Festelektrolyt-beschichteten Separatoren. Darüber hinaus haben wir wie die von Teacher Dong erwähnte hochrangige Batteriediagnose eine zweite globale Verbindungsplattform eingerichtet. Darüber hinaus hat Herr Huang in Guangdong fortschrittliche Geräte zur Herstellung von Leistungsbatterien auf den Markt gebracht, was wahrscheinlich ein solcher Fortschritt ist.

Lassen Sie mich abschließend kurz sagen, dass wir der Meinung sind, dass die erste langfristig die Lithium-Ionen-Batterie der dritten Generation ist, gefolgt von der Festkörper-lithium-batterie. Das ultimative Ziel kann eine Festkörper-Lithium-Luft-Batterie sein. Dies ist Chens Standpunkt.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.